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O ciclo de vida de uma estrela

Por , em 21.08.2012

As estrelas sempre foram muito misteriosas para o ser humano. As tribos das pradarias americanas viam nelas as fogueiras de seus ancestrais, em volta das quais eles estariam reunidos, contando histórias, caçando, etc.

Mesmo para a ciência, até pouco tempo parecia que as estrelas estariam para sempre fora do nosso alcance, que nunca poderíamos saber do que são feitas, por exemplo. Mas tudo isso mudou com a espectroscopia, a teoria da gravidade de Newton, o desenvolvimento de telescópios e a física atômica.

Juntando as peças, os cientistas têm uma boa ideia sobre como as estrelas se originam, como amadurecem, e como morrem. Boa parte destes processos já foi até testemunhada, principalmente os mais dramáticos: as explosões de novas, supernovas e hipernovas.

Protoestrelas

No princípio, as estrelas todas têm origem semelhante: uma grande nuvem de gás e poeira, conhecida como nebulosa planetária, ou nebulosa molecular gigante entra em colapso. O equilíbrio da nuvem é rompido, ela se fragmenta, e cada fragmento entra em colapso gravitacional. A matéria espirala cada vez mais rápido em direção ao centro, se aquecendo também.

Quando chega ao centro, a matéria está tão quente que está no estado de plasma ionizado, a substância mais quente do universo. Isso tudo acontece muito rápido: em poucas centenas de milhões de anos uma protoestrela se forma.

Essa “bolha de gás” quente tende a expandir, mas não muito, por que existe uma força que a mantém comprimida: a atração gravitacional de sua própria massa. O cabo-de-guerra entre estas duas forças poderosas vai dominar a vida da futura estrela.

O que vai acontecer a seguir depende da massa que ela acumulou.

Estrelas pequenas

Estrelas do tamanho aproximado de até oito vezes o tamanho do nosso sol têm uma vida mais longa e rica. Tomando como exemplo o nosso sol, ele deve queimar como estrela amarela, transformando hidrogênio em hélio, por 10 bilhões de anos, mais ou menos (e está na metade deste ciclo). Estrelas menores têm temperatura menor e queimam por mais tempo.

Depois de ter transformado parte do hidrogênio em hélio, o processo para, e a estrela contrai, aquece e expande novamente, desta vez como uma estrela gigante vermelha, que transforma hélio em carbono, cálcio e outros elementos químicos.

Mas esta fase da vida não dura muito. Dois ou três bilhões de anos depois de se tornar uma gigante vermelha, o processo de conversão do hélio termina, e as camadas superiores da estrela caem sobre o núcleo, aquecendo-o rapidamente e gerando um flash de hélio que é quase uma explosão, expulsando as camadas exteriores da estrela para o espaço. As camadas expulsas vão formar o que chamamos de nebulosa planetária.

No fim, o que sobra é uma anã branca, uma estrela feita de carbono em alta pressão – um diamante, que vai esfriando lentamente, até que alguns trilhões de anos depois se torna um carvão frio no espaço. Este é o destino do nosso sol.

Estrelas gigantes

Qualquer estrela que seja maior que dez vezes o nosso sol é uma gigante, e já começa a vida como gigante vermelha. Ela aquece mais, expulsa mais matéria na forma de um vento solar mais forte, e vive menos, muito menos.

Em apenas algumas centenas de milhões de anos, a estrela consome todo o seu hidrogênio, e entra em colapso. Mas ela é muito maior que o sol, e quando suas camadas exteriores desmoronarem, elas vão acelerar muito mais, e ricochetear violentamente no núcleo da estrela, explodindo em mais luz do que uma galáxia inteira – se torna uma supernova.

Quando explode como supernova, as estrelas gigantes também formam nebulosas. Só que como as supernovas produzem elementos mais pesados, as nebulosas produzidas por elas tem elementos mais pesados também. Depois de explodir como supernova, o que sobra da estrela se contrai e, se tiver massa de até 1,4 massas solares, se torna uma anã branca, terminando seus dias como um diamante.

Se tiver um pouco mais de massa, os elétrons são empurrados contra os prótons que se convertem então em nêutrons, e a estrela vira uma estrela de nêutrons ou um pulsar. Uma estrela de nêutrons pode ter a massa do nosso sol, e ter um diâmetro de apenas 30 quilômetros – elas são extremamente compactas. Para você ter uma idéia de como isso é compacto, um balde de uma estrela de nêutrons tem a mesma massa do que toda a água de nosso planeta.

Mas se a massa remanescente for maior que três massas solares, a atração gravitacional vence tudo, e ela continua “caindo” sobre seu núcleo, compactando-se em um corpo tão denso que a gravidade superficial não deixa nem mesmo a luz escapar: é um buraco negro.

O ciclo reinicia

Lembra das camadas da estrela gigante, expulsas pela explosão de supernova? Depois da explosão, estas camadas vão formando uma casca de gases e poeira, uma nebulosa planetária, rica em elementos.

Esta nebulosa planetária vai se misturar com outras nebulosas resultantes de explosões de outras supernovas, e vai um dia entrar em colapso e formar estrelas, em um ciclo.

Acredita-se que o sol tenha se formado de uma nebulosa planetária resultada da explosão da primeira geração de estrelas. Ou seja, o nosso sol representa a segunda reciclagem de material cósmico.

E como a nebulosa que o formou era a mistura dos restos da explosão de várias supernovas, existe uma boa chance que o carbono da tua mão direita tenha vindo de uma estrela, e o carbono da tua mão esquerda, de outra estrela. Já pensou?

É como poesia: você é filho das estrelas que tiveram uma vida curta, intensa e brilhante, agonizaram e explodiram em luz para que você pudesse vir a existir…[Wikipedia, EAD Cosmofísica – URFJ, Observatório Nacional – Curso de Evolução Estelar, Superinteressante]

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19 comentários

  • tommy lommy:

    Amigos;
    Por que a gravidade vence a força eletromagnética?

  • Eloyr1:

    O quanto sei, as GRANDES ESTRELAS, costumam morrer afogadas dentro de suas banheiras, após a ingestão de OVERDOSE de remédios… Lamentável, mas é a pura verdade, falei!

  • Jonatas:

    Esqueçam todos os astrônomos profissionais e amadores do mundo: todos errados. Sigam Glauco e Alberto Campos, eles têm a verdade e ela vos libertará desses astrônomos malvados e mentirosos.

    Não levem pro lado pessoal não, ;), em especial você Glauco, tenho profunda admiração pelo teu conhecimento no Ocultismo e as portas que me abriram as tuas referências bibliográficas, mas aqui é cosmologia. 🙂

    Analisem só o jeito que vocês apresentam as coisas: atiranto pedras em tudo o que a ciência construiu na forma de teorias e descobertas modelando teorias tendo o aval de observações reais, os softwares mais sofisticados do mundo e cálculos matemáticos minuciosos a cada linha de estudo.
    Sei lá acho isso meio sem noção e vazio, pois só apresentam teorias especulativa sem nenhuma pesquisa real, sonegam as vantagens que citei acima que estão ao dispor dos autores das teses atuais sem usar nenhuma metodologia compatível com o poderio tecnológico e intelectual aplicado na Astronomia reconhecida.
    Não têm ciência aplicada em campo, o princípio científico dos senhores têm se baseado apenas em afirmar, e não em demonstrar, com dados, experiências, cálculos. Não chegam nem a ser hipóteses, no máximo são interpretações pessoais.

    Amigos: Astrofísico em verdade não afirma “Isto está errado!”, e nem prova que algo está errado. Ele estuda, pesquisa, experimenta e levanta todas as questões e o máximo que chegará a dizer é: “Pode estar errado, é preciso rever e/ou encontrar outras alternativas”. E porque? A única coisa que um astrofisico e nós podemos ter realmente por Certeza é:
    “O Universo não é mais misterioso do que supomos, ele é mais misterioso do que podemos supôr”.

    Diferença entre um simples pensador como o Jonatas e o Astrofísico é: ele tem maior tecnologia, matemática e poder computacional, vai ter no que apoiar-se e testar suas teses. Eu confio nele, e interpreto os dados levantadas como pensador, e não como conhecedor de verdades maiores, que não são minhas e nem dele. A vantagem do Astrofísico nessa busca é muito maior que a minha, do ponto de vista nosso, mas a diferença entre mim e ele torna-se desprezível do ponto de vista da magnitude do mistério cósmico. Ou seja, posso pensar livremente, mas nem eu e nem ele temos a capacidade de afirmar qualquer certeza a cerca do que o outro apresenta sobre o Universo, mas os dados dele são melhores que os meus, e servirão também para a minha construção de ideias.
    Confio nos especialistas por que me ajudam a pensar mais, conhecer mais, e estou ciente que são teorias, não verdades absolutas e inquestionáveis, aos poucos, a ciência vai deixar de lado o restante das parcelas de arrogância. Somos todos muito pequenos, e só nos resta é pensar, pesquisar, aprender. Afirmar é tolice.
    É o que penso…
    Um abraço

    • Glauco Ramalho:

      O Ocultismo, a Física e a cosmologia são a mesma coisa.

    • Jonatas:

      Definição.. eis a questão. Eu já acho que não são a mesma coisa, mas estudam a mesma coisa, cada um com sua metodologia. 🙂

    • Cesar Grossmann:

      E só a cosmologia oferece previsões quantitativas e qualitativas que se confirmam na observação.

  • Alexandre Neves Rodrigues:

    Onde está o ciclo se do buraco negro não surge uma nebulosa planetária?

    • Matheus Cardoso:

      Uma nebulosa planetária nunca surge de um buraco negro. Indefinida sua afirmação.

  • Rubens Campos Pimentel Pimentel:

    …agora eu sei o que é um Buraco Negro !!! Muito boa mesmo essa matéria. Parabéns ao Cesar Grossmann !!!

  • Alberto Campos:

    Pelo que estudei sobre supernovas, não se chegou até agora numa conclusão. Existe regras com um montão de excessões. Existe estrelas antigas que explodiram, como existe outras que não eslodiram. O mesmo ocorre com estrelas jovens. Para ser mais sintético, sugiro que leiam o blog: “Olhando o Universo”, capítulo 7. Neste capitulo eu cito tudo o que se sabe sobre supernovas. Ainda contem muitas duvidas.

  • jodeja:

    Gostei muito. É uma explicação bem didática. Isso prova que nós humanos e tudo que existe, somos parte do Todo. Sabemos que nada se cria, nada se perde, tudo… O poeta disse que ao amassarmos uma flor, estamos machucando uma estrela. E não é?

  • maria do carmo Barcellos:

    A imagem que acompanha a reportagem apresenta um erro. A nebulosa que dá origem ao nascimento de uma estrela não é a nebulosa planetária. Nebulosa planetária é o que restou da estrela de pequena massa antes de ela se transformar em uma anã branca. A nebulosa do nascimento, ou seja, os berçarios estelares são denominados de nebulosas e não nebulosas planetárias. Do jeito que vcs colocaram parece que após a morte de uma estrela ela renasce através de seus próprios restos.

    • Marcelo Ribeiro:

      Bem observado. Acabou ficando ambíguo mesmo. Efetuamos a alteração. Grato pelo alerta.

  • Glauco Ramalho:

    A matéria é bem feita e informativa, pena que tá toda errada!

    • Glauco Ramalho:

      Não dá, esse site me censura. Só consigo falar coisas rápidas e simples.

  • Jonatas:

    Vale salientar um importante estado transicional da estrela modesta: O ramo horizontal. Essa breve fase dura dezenas de milhões de anos e caracteriza uma transição entre Gigante Vermelha e Nebulosa Planetária. Mas não é uma expansão como essas fases, pelo contrário, é uma contração: a gigante desmorona em parte sobre si mesma, o brilho diminui e a temperatura superficial aumenta¹. Isso acontece porque o jogo que contrabalançou a função energia x gravidade durante a sequência principal e ganhou uma prorrogação na gigante vermelha está ficando insustentável, o núcleo fundindo He em C ficou muito quente e a energia começa a vencer o jogo. É como um empuxo: quando as reações vacilam, a gravidade pressiona o núcleo, o núcleo colapsa e responde com mais força e finalmente vence: empurrando as camadas externas desmanchando o que a gravidade construiu: a Estrela.
    Como podem ver, a diferença entre o astro modesto que gera nebulosas planetárias e o astro pesado que explode em supernovas está apenas na intensidade em que as coisas acontecem: a expansão final do astro pequeno é a “supernova genérica” de uma estrela moderada, condenada a uma lenta agonia.

  • Andre Luis:

    E pensar que esses períodos de tempo para o ser humano parece ser uma eternidade! Levando em consideração a cronologia desses ciclos, a vida do ser humano não passa de frações de micronésimos de segundos!!!!! Bem explicativa a matéria!

  • Murilo Mazzolo:

    Final poético… legal a matéria em!!!!

  • Valdemar_2610:

    Uma ótima matéria que conta muito bem e em detalhes como se forma e como termina a vida de uma estrela parabéns ao hipescience

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